КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Дифракция рентгеновских лучей
Дифракционный max. При наблюдается центральный максимум. Интенсивность света распределяется по закону: НА ДИФРАКЦИОННОЙ РЕШЕТКЕ Система из большого числа одинаковых по ширине и параллельных друг другу щелей, лежащих в одной плоскости и разделенных непрозрачными промежутками, равными по ширине: a = AB, CD, EK и т.д. – ширина непрозрачного промежутка; b = BC, DE, и т.д. – ширина прозрачного промежутка; d = a + b – период решетки; 1/d = n – число штрихов на единицу длины; N = nL – полное число штрихов. Многочисленные световые пучки, посылаемые отдельными щелями, будут интерферировать. Для одинаковых точек B и D разность хода . В теории получены следующие выражения для главных максимумов и минимумов: – главные максимумы.
– главные минимумы. Если две дифракционные решетки расположить одну за другой так, чтобы их штрихи были взаимно перпендикулярными, то при попадании на эту систему возникает следующая картина: дифракционная решетка, штрихи которой вертикальны, дает в горизонтальном направлении ряд максимумов, положения которых определяется условием: . Дифракционная решетка с горизонтальными штрихами даст в вертикальном направлении максимумы, положения которых определяется условием: . В итоге дифракционная картина будет иметь вид правильно расположенных пятен, каждому из которых соответствуют два целочисленных индекса m 1 и m 2. Подобная дифракционная решетка получается, если вместо двух различных решеток взять одну прозрачную пластину с нанесенными на нее двумя системами взаимно перпендикулярных штрихов. Такую пластину определяют как двумерную периодическую структуру. Зная и измерив и , по приведенным формулам можно рассчитать периоды структур d 1 и d 2. Из формулы также видно, что для возникновения дифракционных максимумов необходимо, чтобы , поскольку . Дифракция наблюдается также на трехмерных структурах, т.е. пространственных образованиях, обнаруживающих периодичность по трем не лежащих в одной плоскости направлениям. Такими структурами, например, является все кристаллические тела. Однако период их мал (~10-10 м), а потому дифракция видимого света в кристаллических телах не наблюдается. Условие может быть выполнено в этом случае только для рентгеновских лучей. Впервые дифракция рентгеновских лучей в кристаллах наблюдалась в 1913г. в опыте Лауэ, Фридриха и Книппинга. Найдем условие образования дифракционных максимумов от трехметровой структуры. Для этого совместим направления, в которых обнаруживается периодичность структуры с координатными осями X, Y, Z. Рассмотрим вначале ось X: пусть – угол между падающими лучами и осью X. Каждый элемент структуры, до которой дошла волна, является источником вторичных волн.
Пусть вторичные волны распространяются под углом к оси X. Оптическая разность хода между соседними лучами: . Они будут взаимно усиливаться, если: . Аналогично для осей Y, Z условие максимума: , . Записанные формулы – формулы Лауэ. В направлениях, удовлетворяющих одновременно этим трем условиям, происходит взаимное усиление колебаний от всех элементов, образующих пространственную структуру. В случае прямоугольной системы координат: Русский ученый Ю.В. Вульф и английские ученые Брэгги показали независимо друг от друга, что рассчитать дифракционную картину от кристаллической решетки можно следующим способом: Пунктиром указаны равностоящие друг от друга атомные плоскости, проходящие через узлы кристаллической решетки. – угол скольжения, под которым падает плоская волна. Интерферируют волны, отраженные от различных атомных слоев. Условие усиления волн:
– формула Вульфа – Брэггов Расчет по формуле Вульфа – Брэггов и по формулам Лауэ приводит к совпадающим результатам. Дифракция рентгеновых лучей от кристаллов находит два основных применения: исследование спектрального состава рентгеновского излучения (рентгеновская спектроскопия) и изучения структуры кристаллов (рентгеноструктурный анализ).
Дата добавления: 2015-06-04; Просмотров: 723; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |